钢铁生产管控协同的氧气系统智能产耗预测及调度技术

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钢铁生产管控协同的氧气系统智能产耗预测及调度技术智能冶金生产能源管控/钢铁工业。

目录

主要技术内容

1. 技术背景和意义

钢铁生产伴随着高能源消耗和高资源消耗，面对节能减排的严峻形势，实现节能降耗是企业关注和研究热点。氧气是钢铁生产重要的能源，研究氧气供需匹配关系，开发基于生产计划及动态运行需求变化的全流程氧气能源智能化、精细化管控技术，成为当前钢铁生产过程节能降耗的关键技术之一，对推动钢铁工业高质量发展具有重要意义。

2.技术要点和优势

钢铁生产管控协同的氧气系统智能产耗预测及调度技术源于重庆大学独有的相关技术，并依托研发的模型系统进行实施。预测技术的核心要点在于能根据历史生产数据，通过模型系统与企业相关信息系统的数据交互，自动获取相关影响因素，构建适应生产环境变化的智能化预测模型，提供多场景生产模式下的氧气产耗预测功能，为氧气调度奠定基础；调度技术的核心要点在于通过获取产耗预测结果，结合炼钢厂的生产排程计划等，建立考虑氧气系统操作成本最低的多目标调度优化模型，并匹配相应的智能求解算法，输出企业氧气调度方案，实现按需安全供氧及节能降耗。与传统人工氧气的产耗预测和调度相比，该技术适应强，预测及时准确，调度方案合理优化，尤其具有系统智能高效、人机交互协同方便等功能优势。同时，该技术依托的模型系统开发环境友好，可移植性强，方便结合具体生产企业的系统实际进行模型的配置与应用，满足钢铁生产的现实需求。运用钢铁企业生产数据进行的应用测试取得实效，对保障钢厂制氧系统安全稳定运行有重要意义，未来可拓展开发智慧煤气管控、电力管控，以及煤气-蒸汽-电力、能源外购-储存-转换-自产等功能模块，实现多能源介质的高效转换与综合利用，提高钢厂能源智能化管控水平，实现钢铁企业的低碳生产运行。

技术应用情况

应用案例介绍

以首钢京唐氧气系统（氧气产耗约550万m3/天）为对象进行了氧气产耗预测及调度的应用测试。测试2021年10月19日至2021年10月26日，炼钢厂868个炉次（产能约3万吨）。该系统相比于人工估计整体效率提升5~10倍，精度提升5%~10%。其中短期（0.5~1小时）氧气需求预测响应速度为0.2~1秒，预测绝对误差百分比<5%；长期（8小时~1天）响应速度3~10秒，预测绝对误差百分比<10%。系统也可基于现场生产计划动态变化，实时调整预测结果，响应速度3~10秒，并展示未来预测周期内氧气系统产、存、耗变化趋势以及管网压力波动等情况。氧气优化调度模块可根据用户自定义高炉休风、转炉用氧叠加等生产场景和氧气放散、管网压力、制氧电耗成本等目标及权重，在10~20秒内完成调度方案制定。在该技术系统协助下，京唐氧气包括管网放散在内的日平均损耗率由1.163%降低至0.282%；管网压力标准差由0.2346Mpa下降至0.1319Mpa，压力波动幅度显著降低，提高管网安全性能。通过该技术的应用，可提升钢厂对氧气产耗状态的感知能力，降低调度人员的劳动强度，规范生产组织，提升生产管理水平，对降本增效、节约资源提供技术支撑。